• 태양에너지
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• 제12권3호
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• pp.107-115
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• 1992

혼합물의 응고과정에서 온도구배와 농도구배에 의한 복합자연대류의 영향을 정성적으로 알아보기 위하여 이원용액의 응고과정을 실험적으로 연구하였다. 이원용액으로는 $NH_4Cl-H_2O$용액을 사용하였으며 shadowgraph system을 이용하였다. 사진에서 고상영역과 mushy zone의 구별이 불가능하여, 이 두 영역을 합하여 고상으로 취급하였다. 자연대류의 영향으로 상변화물질은 매우 빨리 성층화가 이루어지며, 벽면으로부터 형성되는 고상은 초기에는 높이의 20%되는 곳이 가장 빨리 응고가 진행되어 고상의 두께는 이 지점으로부터 상하로 선형적으로 감소하는 형태를 유지한다. 그러나 고상이 많이 형성된 부분의 열저항은 증가하게 되므로 시간이 지남에 따라 두께가 균일화되려는 경향을 보였다. 응고질량비를 $(Ste{\cdot}Ra^{1/4})^{2-Ste}{\cdot}Fo^{1/2}$의 선형함수로 표시할 수 있었으며, 이로부터 농도구배에 의한 자연대류의 영향은 온도구배에 의한 자연대류의 영향에 비하여 작음을 알 수 있었다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제30권8호
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• pp.54-59
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• 2001

바낙 공기 급기(UFAD, underfloor air distribution)는 사무실과 상업 건물의 공조를 위하여 바닥 하부 공간을 사용하는 혁신적인 기술이다. 북미에서는 UFAD가 기존 천장 공기 급기 방식에 비하여 많은 장점을 지니므로 그 수요가 날로 증가하고 있다. 잘 설계된 UFAD 시스템은 다음과 같은 장점을 지닌다. - 건물의 용도 변경에 따픈 유연성이 우수하므로 건물의 생애 주기 비용을 감소시킨다. - 개별 쾌적성 제어가 가능하므로 온열 쾌적성, 거주자의 만족도 그리고 생산성을 향상시킨다. - 거주자주변에 직접 선선한 공기를 공급하므로 환기 효율, 실내 공기질 그리고 건강 상태를 향상시킨다. - 이코노마이저 운전, 온도 성층화 그리고 낮은 정합 운전에 의하여 에너지 비용을 감소시킨다. - 설비 공간이 축소되고 표준 철골 구조에서는 콘크리트 구조체 변경이 가능하므로 새 건축 공법에서는 충고를 감소시킬 수 있다. 1995년까지만 해도 UFAD는 파격적인 설계 기법이라고 여겨졌지만, 이제 설계자와 건축업자들은 2004년까지 신축되는 사무용 건축품의 35%는 바닥을 높인 기법이 적용되며 이 중 반 정도가 UFAD를 채택할 것이라고 예측하고 있다. 2000년 2억불이라고 추정되던 바닥을 높이는 건축의 시장 규모가 2004년에는 최소 10억불이 되리라고 예측된다. UFAD는 기본 연구에 의한 정립된 표준화된 설계 기법과 지침이 아직 마련되지 않았음에도 불구하고 현재 설계, 시공되고 있다. 이라한 경향은 펄수적인 연구가 수행되어 관련 업계가 지식과 경험을 충분히 쌓기 전까지는 계속될 전망이다. 본고는 시스템 설계와 운영의 주요한 특징, 기존 방식과 비교하여 지니고 있는 잠재적인 장점, 한계와 기술 개발의 필요성, UFAD 기술 개발을 위하여 계속적으로 요구되는 연구 분야 등을 서술함으로써 현재 UFAD 기술에 대한 평가를 한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.55-60
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• 2008

본 연구는 수분무 소화설비의 효용성에 대한 기초평가를 수행할 목적으로 FDS 수치시뮬레이션을 수행하였다. 화재강도(20MW, 50MW) 및 풍속의 변화에 따른 화재시 온도 및 연기농도에 대한 안전성 확보 효과를 분석하였다. 터널내 풍속이 없는 경우 수분무는 냉각효과에 의한 온도 및 연기농도 감소효과가 아주 우수하여 대피자의 안전성 확보에 효과적이었다. 화재강도가 커질수록 연기이동 억제효과는 감소한 결과를 나타났다. 또한 터널내 기류가 존재하는 경우에는 냉각효과에 의해서 연기의 성층화를 교란하며, 대피시 가시도를 저하시키는 것으로 나타났다. 따라서 수분무 소화설비는 화재발생시 대피자가 대피한 후에 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권4호
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• pp.33-41
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• 2008

외부로부터 일정한 열유속을 받으면서 발사대기 중인 액체추진 로켓의 극저온 산화제 탱크 내 열적거동에 대하여 열역학 방정식과 열 및 물질 전달 관계식을 이용하여 수치적으로 해석하였다. 발사대기 단계는 헬륨가스에 의한 가압과정을 포함하여 이상적인 다섯 단계로 구성된다고 하였다. 얼리지 기체영역의 해석에는 Peng-Robinson 상태방정식을 사용하였고, 액체 영역은 열적 성층화를 고려할 수 있도록 균일한 성질을 갖는 여러 개의 수평층으로 나누어 해석하였다. 전형적인 경우에 대한 계산 결과에 의하면 액체산화제의 온도상승은 1K 미만이고 액체에 녹아드는 헬륨의 양은 10g 정도였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.78-78
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• 2011

수자원 확보를 위해 건설된 저수지는 내외부위의 여러 가지 환경영향으로 인해 수질문제가 종종 발생한다. 이런 수질문제에 대처하기 위해 다양한 형태의 수질개선 장치가 고안되어 적용되고 있으며, 물순환장치도 그 중에 하나이다. 물순환장치는 수층에 산소를 공급하고 표층의 조류제어, 이취미 제거 등 다양한 목적으로 사용된다. 본 연구에서는 저수지에 설치된 대류식 물순환장치의 수질개선 효과를 평가해 보았다. 수체가 큰 저수지에서의 조사는 매우 어려운 점이 있으나, 조사방법은 물순환장치로 부터 일정거리에서 수심별 수질조사를 실시하였으며, 물순환장치가 가동되는 지역과 장치가 없는 지역에 대한 조사를 실시하여 그 차이 만큼을 수질개선 효과로 평가하였다. 현장조사는 물순환장치로부터 1m, 3m, 5m, 7m, 10m, 13m, 15m 떨어진 지점에서 유속과 수질조사를 실시하였으며, 유속은 표면유속만 측정하였고 수질은 수표면에서부터 저수지 바닥까지 조사를 실시하였다. 조사기간 동안 수체의 물리적 조건은 계절에 따라 다양한 변화를 보였으나, 양수된 저층수의 흐름은 수평방향으로 흘러들어가면서 온도변화에 따라 혼합되거나 하강하는 것으로 나타났다. 심층 혐기성층이 발달된 상황에서 물순환장치의 가동은 물순환장치 흡입구 근처의 혐기성층을 흡입하여 표층으로 확산시켰고 이로인해 주변의 수체가 물순환장치 흡입구로 밀려오면서 심층의 혐기성층이 약화되는 현상을 나타냈다. 조류가 발생한 기간중에 물순환장치에 의한 조류제어 효과는 심층수가 상승하여 확산되는 수평방향으로 반경 약 10m 지점까지 조류농도가 낮아지는 것을 확인할 수 있었으며 조류농도가 낮아지는 기간에는 그 영향범위가 조금 적어지는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 볼때 저수지에 설치되어 운영되는 대류식 물순환장치는 심층의 혐기화 개선과 표층의 조류제어에 효과가 있는 것으로 판단할수 있으나, 조류제어에 대해서는 좀 더 심도있는 조사가 필요할 것으로 판단되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.58-64
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• 2006

부분배연설비를 가지고 있는 침매터널에서 화재시 배연효율을 분석하기위해 풀화재를 이용하여 축소모형실험을 수행하였다. 화재가 발생하였을 때 주위 유동이 없는 경우인 자연배연과 임계속도로 제트팬을 가동하는 강제배연의 경우에 터널내의 온도와 연소가스 농도를 측정하였다. 자연배연에 비해 강제배연은 화재발생 초기에 화원과 터널 내 기류와의 급격한 혼합에 의해 성층화 정도가 미미해지고 보다 낮은 온도를 화원주위에서 얻을 수 있었다. 이러한 급격한 혼합은 터널 상부에 위치한 부분제연 갤러리의 효율을 변화시키는데, 자연배연인 경우에 약 30%의 배연효율이 증가되었다. 일산화탄소 농도계측으로 얻어진 배연효율은 등온기체모델을 사용한 선행연구와 비교하여 거의 일치하는 결과를 얻을 수 있었다. 이러한 결과는 침매터널 화재시 승객의 안전한 대피를 위한 부분배연설비의 최적 운전방안으로 제시된다.

• 한국포장학회지
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• 제29권1호
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• pp.27-33
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• 2023

본 연구에서는 저온물류 시스템의 단열용기의 온도유지 성능에 대하여 5℃급 저온 LHM을 배치하였을 때 배치구성 조건에 따른 온도특성을 확인하였다. LHM을 단열용기 내부에 배치하였을 때 6면과 5면에 상/하부 배치 비중에 차이를 두고 외기부하에 따른 내부 공기 온도균일도 및 목표 온도 유지시간을 분석하였다. 단열용기 내부 공기는 상부의 상승온도와 이때 발생하는 밀도차에 의한 공기 대류현상이 온도 성층화를 발생시키고, 균일도를 확보하기 위해 LHM의 상부 배치 비중이 하부보다 컸을 때 균일성이 높고 유지 시간이 오래 지속되는 것을 확인하였다. 다만, 상부 배치 비중을 높이기 위해 하부 배치를 제외한 조건에서 높은 균일성을 보이지만 짧은 유지 시간으로 보여 적정조건으로 알맞지 않다. 결과적으로 단열용기의 단열재 대칭구성과 LHM의 동일한 중량을 배치하여 보냉용기를 제작할 경우, LHM의 전면 배치를 바탕으로 하부에 비해 상부 배치 비중을 늘렸을 때 내부 공기 온도의 분포 균일도와 유지시간 성능을 높이는데 효율적인 방안이라고 판단된다. 저온물류 보냉용기 성능분석에 있어, 본 연구를 기반으로 다른 조건의 상변화 온도와 잠열량을 갖는 다양한 저온영역대의 LHM을 적용한 수치해석을 수행하여 성능 예측 결과를 확보할 수 있고 온도 균일도를 위한 단열 및 잠열 복합 구성 이송 용기의 최적 설계조건 수립에 기여할 것으로 기대된다.

• 물과 미래
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• 제25권2호
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• pp.99-110
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• 1992

담수화호에서는 온도 및 염도차에 의하여 성층류가 발생하며 수심이 깊은 담수화호의 경우 그 형상이 더욱 뚜렷하다. 본 연구는 깊은 담수화호를 대상으로 내부환경면이 잘 발달된 이층류에 있어서 저층배수관의 유출수 염분농도를 실험을 통하여 규명하였다. 실험에 이용된 저층배수관은 세가지 유형으로 유입층과 배수관의 유출수 염분농도차를 무차원으로 수식화 하였고 유입층의 상층부 흐름이 순간적으로 배수되는 밀도층의 한계조건을 밀도 Froude수와 배수관의 직경 및 수심의 함수로 방정식을 유도하였다.

• 태양에너지
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• 제14권2호
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• pp.3-16
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• 1994

축열조에 대한 연구에서 유입되는 유입수와 초기 저장수와의 사이에 필연적으로 일어나는 혼합 현상을 최대로 억제함으로서 열성층을 형성시켜야 한다. 열성층을 지배하는 인자로는 각종 동적, 기하학적 인자 등이 있다. 동적 인자는 유입 유동율이며 기하학적 인자로는 유출입구 형상이다. 출구 온도를 이용하여 축열조 내의 열성층 정도를 파악할 수 있는 새로운 개념의 성층도를 제시하였고 동적 인자와 더불어 열성층에 영향을 미치는 여러 지배 물성치들을 차원 해석하여 적절한 무차원 형태로 단순화 시켜 얻어진 Peclet수, Richardson수와 성층도의 관계를 확립함으로써 가장 안정된 열성층을 얻을 수 있는 동적 임계 조건을 밝혔다.

• 환경영향평가
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• 제30권5호
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• pp.271-296
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• 2021

댐 저수지 수온성층은 수직혼합을 억제하여 저층의 빈산소층 형성과 퇴적물 영양염류 용출을 일으키는 원인이므로 미래 기후변화에 따른 저수지 성층구조의 변화는 수질 및 수생태 관리 측면에서 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 대청댐 저수지를 대상으로 고빈도 자료기반의 통계적 저수지 유입 수온 예측 모델을 개발하고, RCP(Representative Concentration Pathways) 기후변화 시나리오를 고려한 미래 유입 수온변화와 대청호 성층구조의 변화를 예측하는 데 있다. 대청호 유입 수온 예측을 위해 개발한 Random Forest 회귀 예측모델(NSE 0.97, RMSE 1.86℃, MAPE 9.45%)은 실측 수온의 통계량과 변동성을 적절히 재현하였다. 지역 기후 모델(HadGEM3-RA)로 예측된 RCP 시나리오별 미래 기상자료를 Random Forest 모델에 입력하여 유입 수온을 예측하고 3차원 저수지 수리 모델을 이용하여 기후변화에 따른 대청호의 미래(2018~2037, 2038~2057, 2058~2077, 2078~2097) 수온성층 구조 변화를 예측하였다. 예측 결과, 미래 기후 시나리오별로 대기 온도와 저수지 유입 수온의 증가속도는 각각 0.14~0.48℃/10year와 0.21~0.43℃/10year의 범위로써 지속적으로 증가하였다. 계절별 분석 결과, RCP 2.6 시나리오의 봄과 겨울철을 제외한 모든 시나리오에서 유입 수온은 증가 경향이 통계적으로 유의하였으며, 탄소저감 노력이 약한 기후 시나리오로 갈수록 수온의 증가속도가 빨랐다. 저수지 표층 수온의 증가속도는 0.04~0.38℃/10year 범위였으며, 모든 시나리오에서 성층화 기간이 점진적으로 증가되었다. 특히 RCP 8.5 시나리오 적용 시 성층일수는 약 24일 증가하는 것으로 전망되었다. 연구 결과는 기후변화가 호소의 성층강도를 강화하고 성층형성 기간을 장기화한다는 선행연구 결과와 일치하며, 수온성층의 장기화는 저층 빈산소층 확대, 퇴적물-수체간 영양염류 용출량 증가, 수체 내 조류 우점종의 변화 등 수생태계 변화를 유발할 수 있음을 시사한다.